Après des études secondaires à Luxembourg, Robert Sünnen obtient sa licence en sciences commerciales et financières à l'université de Louvain en Belgique puis son doctorat en sciences économiques à la Sorbonne à Paris. Il passe également une année à l'Ecole des sciences politiques dont il ressort avec le diplôme réservé aux étrangers. En 1957, il participe au premier concours général pour fonctionnaire A à la Communauté économique du charbon et de l'acier. En mars 1958, il effectue un stage de six mois à la direction Charbon. Il passe ensuite à la direction des Affaires économiques. Il y est chargé de l’élaboration des objectifs généraux (chapitre acier) et assume le secrétariat des quatre commissions (Producteurs, Consommateurs, Syndicats et Représentants des gouvernements) créées pour établir lesdits objectifs. Passé à la Commission de la Communauté économique européenne à Bruxelles en 1968, suite à la fusion des exécutifs, il suit Jacques Cros, nommé directeur général de la Politique régionale. Il devient chef de la division 2 'Objectifs et méthodes de la programmation régionale' (direction A). De 1971 à 1972, il est chef de cabinet du commissaire luxembourgeois Albert Borschette qui a la compétence sur la concurrence et l'administration. Il maintient ensuite ces fonctions auprès du commissaire Raymond Vouel, avec lequel il met au point le livre blanc sur les entreprises publiques. De 1980 à 1990, il est directeur des Aides d’État à la direction générale de la Concurrence.